JP2008107076A - 加熱システムのための熱交換チューブ - Google Patents

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Abstract

【課題】室内に設置されるいずれの加熱システムにも適用可能な加熱システムに用いられる熱交換チューブを提供する。
【解決手段】熱交換チューブはチューブ本体を備え、前記チューブ本体の外面に、前記チューブ本体の周向を回って複数のフィン・ユニットが形成されると共に、前記チューブ本体の内面に前記チューブ本体の長手方向に沿って複数のリブが形成される。前記リブのいずれもチューブ本体の中心軸に対して１５度の角度で傾斜して形成されている。リブにより熱交換面積が広げられる一方、フィン・ユニットにより放熱面積が広げられる。この熱交換チューブはアルミニウム又はアルミニウム合金からなるため、鉄製チューブのように熱媒はさびにより汚染されることがない。
【選択図】図３

Description

本発明は、加熱システムに関し、特に、加熱システムに用いる熱交換チューブに関する。
世界には、温・寒帯に位置する国や地域が多くある。冬になると、このような国や地域には室内でも耐えられないほど温度が下がる。従来、室内の温度を上昇させるため、加熱システムが建物等に設けられる。このような加熱システムは、熱源によって下記の種類に分類される。
図５に示すような、電源８によって抵抗７に電力を与え、加熱された抵抗によって空気を暖めるシステム。
図６に示すような、加熱炉において天然ガス９を燃焼させ、燃焼している天然ガス１０により温かい空気１１が生じられるシステム。
図７に示すような、加熱炉において木材１２を燃焼させ、燃焼している木材１２により温かい空気１１が生じられるシステム。
図８に示すような、熱水を建物に取付けられる熱交換器に供給し通過させるシステム。現代都市においては、一般的に、熱水が中央加熱システムから供給される。熱交換器はすべて鉄からなり、溶接により製造される。熱水はこの熱交換器のチューブを循環するとともにチューブの内壁を腐食し、それにより熱水を汚染するさびが生じることがある。その場合、汚染された熱水は中央加熱システムまで戻ることで、中央加熱システムにあるほとんどの加熱コンテナを汚染する恐れがある。中央加熱システムや熱交換器に対するメンテナンスは、春になって熱水の供給が停止され、熱水がチューブから排除された後にしか行えない。さらに、鉄の熱インピーダンスはとても高い。例えば、熱媒が１００℃であるとき、鉄の熱伝導率が７２．１であるため、エネルギーの浪費及び環境への汚染を起しかねない。
本発明の目的は、従来の加熱システムに熱交換チューブを提供することにある。
本発明は、熱媒が通過する内面と、外気に露出する外面とを有するチューブ本体を備え、前記チューブ本体の前記外面には前記チューブ本体の周向に複数のフィン・ユニットが形成される熱交換チューブを提供する。
また、前記フィン・ユニットは前記チューブ本体の中心軸に対して対称的に形成され、それぞれが複数の積層されたラミネートを備えることが好ましい。
また、前記チューブ本体の前記内面に、前記チューブ本体の長手方向に沿って複数のリブが形成されることがより好ましい。前記リブのいずれも前記チューブ本体の中心軸に対して傾斜し、その傾斜度は１５度であることが好ましい。前記熱交換チューブの熱交換表面を広げるため、前記リブは前記熱交換チューブの内面に螺旋状に形成されることもできる。
また、本発明の前記熱交換チューブはアルミニウムまたはアルミニウム合金からなることが好ましい。
本発明によれば、この熱交換チューブの熱インピーダンスはとても低い。例えば、熱媒は１００℃であるとき、その熱伝導率は１７３である。それにより、エネルギー消費は大幅に低減される。さらに、アルミニウムチューブやアルミニウム合金チューブにはさびが生じないため、熱媒はさびにより汚染されることなく、ひいては環境も保護される。
本願発明の利点は下記のようとなる。１．複数のリブはチューブ本体の内面に形成され、チューブ本体の中心軸に対して傾斜するため、熱交換面は広げられる。２．複数のラミネート状によるフィンはチューブ本体の外面に形成されるため、放熱面が広げられる。３．熱交換チューブはアルミニウム又はアルミニウム合金からなるため、熱媒は鉄製チューブのように生じたさびにより汚染されることがない。
次に、本発明の添付図面に示される最良の実施形態について詳細に説明する。
図１〜３に示すように、本発明の熱交換チューブは熱媒が通過する内面３と、外気に露出する外面とを有するチューブ本体１を備える。その横断面は例えば多角形、円形、長方形等のいずれの適宜の形状でも良い。
複数のフィン・ユニット２はチューブ本体１の外面にその周向に形成される。フィン・ユニット２のそれぞれはチューブ本体１の全長をわたって形成することが好ましい。フィン・ユニット２は従来のいずれの手段によっても形成されることができる。例えば、フィン・ユニット２はチューブ本体１と一体成形されてもよく、チューブ本体１の外面を彫ることにより形成されても良い。フィン・ユニット２は、チューブ本体１の中心軸に対して対称的に形成されるのが好ましい。
本発明の１つの実施例では、フィン・ユニット２のそれぞれは複数の積層されたラミネートを備える。前述したように、各フィン・ユニットのラミネートは従来のいずれの手段によっても形成されることができる。例えば、ラミネートはチューブ本体１と一体成形されてもよく、フィン・ユニット２は形成された後、それを彫ることにより形成されてもよい。
本発明のもう１つの実施例では、複数のリブ４がチューブ本体１の長手方向に沿ってチューブ本体１の内面３に形成される。このリブのそれぞれはチューブ本体１の中心軸に対して傾斜し、そして、内面３に螺旋状形成されることが好ましい。リブ４のいずれもチューブ本体１の中心軸に対して１５度の角度で傾斜することはより好ましい。
本発明の熱交換チューブはいずれの適宜の材料により形成されることもできる。この熱交換チューブはアルミニウム又はアルミニウム合金により形成されることが好ましい。
本発明の熱交換チューブは中央加熱システムに連結する。図４に示すように、複数の熱交換チューブは加熱システムの流入口５と流出口６の間に設けられる。熱媒は流入口５から熱交換チューブに提供され、流出口６を介して熱交換チューブから流出する。そして、熱交換チューブ内の熱媒は熱交換チューブ外の外気に熱を伝導する。
実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されることがない。本発明の要旨や範囲を逸脱することなく本発明に対して様々な変更を行うことが当業者にとって明らかである。
本発明の一実施形態にかかる熱交換チューブの構造を示す概略図である。 本発明の熱交換チューブの縦断面の断面図である。 本発明の熱交換チューブの斜視図である。 本発明の熱交換チューブの応用を説明する概略図である。 従来の電気加熱デバイスを説明する概略図である。 従来の天然ガス加熱炉の概略図である。 従来の木材を燃焼する加熱炉の概略図である。 従来の熱水を利用する熱交換デバイスの概略図である。
符号の説明
１ チューブ本体
２ フィン・ユニット
３ 内面
４ リブ
５ 流入口
６ 流出口

Claims (12)

  1. 加熱システムに用いる熱交換チューブであって、
    熱媒が通過する内面と、外気に露出する外面とを有するチューブ本体を備え、
    前記チューブ本体の前記外面に、前記チューブ本体の周向に複数のフィン・ユニットが形成される熱交換チューブ。
  2. 前記フィン・ユニットのそれぞれは複数の積層されたラミネートを備える請求項１に記載の熱交換チューブ。
  3. 前記フィン・ユニットは前記チューブ本体の中心軸に対して対称的に形成される請求項１に記載の熱交換チューブ。
  4. 前記フィン・ユニットは前記チューブ本体の中心軸に対して対称的に形成される請求項２に記載の熱交換チューブ。
  5. 前記チューブ本体の内面に前記チューブ本体の長手方向に沿って複数のリブが形成される請求項１に記載の熱交換チューブ。
  6. 前記リブのそれぞれは前記チューブ本体の中心軸に対して傾斜する請求項５に記載の熱交換チューブ。
  7. 前記リブのそれぞれは前記チューブ本体の中心軸に対して１５度の角度で傾斜して形成されている請求項６に記載の熱交換チューブ。
  8. 前記チューブ本体の内面に前記チューブ本体の長手方向に沿って複数のリブが形成される請求項２に記載の熱交換チューブ。
  9. 前記リブのそれぞれは前記チューブ本体の中心軸に対して傾斜する請求項８に記載の熱交換チューブ。
  10. 前記リブのそれぞれは前記チューブ本体の中心軸に対して１５度の角度で傾斜して形成されている請求項９に記載の熱交換チューブ。
  11. 前記複数の熱交換チューブは、熱媒を通過させるために前記加熱システムの流入口と流出口の間に配置される請求項１に記載の熱交換チューブ。
  12. 前記熱交換チューブはアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる請求項１に記載の熱交換チューブ。
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